驾驶员—四轮转向汽车闭环系统运动稳定性研究

摘要

论文以四轮转向汽车为研究对象,深入研究了汽车开环系统和驾驶员—汽车闭环系统的运动稳定性.论文的主要工作如下:1.建立了线性二自由度角输入四轮转向汽车开环系统模型,把人的因素考虑到操纵控制中去,引入郭孔辉院士提出的驾驶员模型,在此基础上推导出驾驶员—四轮转向汽车闭环系统模型及其状态方程.2.运用现代动力学运动稳定性理论,对前轮转向的汽车开环系统与驾驶员—汽车闭环系统的运动稳定性进行了比较,研究了不同前、后轮转向比控制参数下四轮转向汽车的运动稳定性.3.运用非对称矩阵特征值问题的矩阵摄动理论和动力学系统结构参数灵敏度理论,定量地揭示了单个和多个汽车参数对驾驶员—四轮转向汽车闭环系统运动稳定性影响的内在规律.4.提出一种求解非对称区间矩阵特征值问题的优化方法,并将其运用到驾驶员熟练程度对汽车运动稳定性影响的研究中.综上所述,本文揭示了汽车开环系统和驾驶员-四轮转向汽车闭环系统运动稳定性的内在规律性和相互关系.研究结论不但可以指导四轮转向汽车和前轮转向汽车运动稳定性的设计,从而改善汽车的操纵性能,而且对汽车动力学及其控制系统的研究也具有一定的借鉴价值.

目录

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注释表

第一章绪论

1.1汽车操纵稳定性的评价方法

1.2四轮转向汽车运动稳定性综述

1.3国内外研究情况

1.4本文的研究意义和主要工作

第二章驾驶员—四轮转向汽车闭环系统操纵动力学模型

2.1四轮转向汽车开环系统模型

2.2驾驶员—四轮转向汽车闭环系统模型

2.2.1驾驶员—四轮转向汽车闭环系统模型及其状态方程

2.2.2参数C0和Tc的计算

第三章汽车开环系统与驾驶员—四轮转向汽车闭环系统的运动稳定性分析

3.1运动稳定性理论

3.1.1线性定常系统的运动稳定性

3.1.2稳定性裕度

3.2角输入模型下前轮转向汽车的运动稳定性分析

3.2.1不足转向情况下的运动稳定性分析

3.2.2过多转向情况下的运动稳定性分析

3.3四轮转向汽车控制方法选择

3.4驾驶员—四轮转向汽车闭环系统的运动稳定性分析

3.4.1不足转向情况下的运动稳定性分析

3.4.2过多转向情况下的运动稳定性分析

第四章矩阵摄动法在四轮转向汽车运动稳定性分析中的应用

4.1矩阵摄动法概述

4.1.1矩阵摄动法的研究背景及意义

4.1.2产生摄动的原因及其数学模型

4.2系统的灵敏度描述

4.3非对称矩阵特征值问题的矩阵摄动理论

4.3.1基本方程

4.3.2系统特征值对结构参数的灵敏度

4.3.3非对称矩阵摄动法

4.4程序中需要注意的几个问题

4.5汽车结构参数对汽车运动稳定性的影响

4.5.1单个汽车结构参数对汽车运动稳定性的影响

4.5.2多个汽车结构参数对汽车运动稳定性的影响

第五章驾驶员熟练程度对汽车运动稳定性的影响

5.1驾驶员熟练程度参数描述

5.2不确定性问题概述

5.3区间分析法

5.4非对称区间矩阵特征值问题

5.5求解非对称区间矩阵特征值问题的优化法

5.5.1优化理论概述

5.5.2序列二次规划(SQP)算法求解特征值问题

5.5.3优化程序的总体结构

5.6不确定性驾驶员参数对汽车运动稳定性的影响

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

在学期间的研究成果和发表的论文

参考文献